KR20200144405A - Pixel array and image sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 전하 펌프 장치 및 상기 전하 펌프 장치를 포함하는 이미지 센서에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a charge pump device and an image sensor including the charge pump device.
이미지 센서는 빛을 받아들여 전기 신호를 생성하는 반도체 기반의 센서로서, 복수의 픽셀들을 갖는 픽셀 어레이와, 픽셀 어레이를 구동하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 사진이나 동영상을 촬영하기 위한 카메라 이외에, 스마트 폰, 태블릿 PC, 랩톱 컴퓨터, 텔레비전 등에 폭넓게 적용될 수 있다. 최근 가시광 영역 이외의 파장 대역을 활용하는 기기 및 어플리케이션에 대한 수요가 증가하면서, 반도체 광전 소자 이외의 광전 소자를 활용한 이미지 센서에 대한 연구가 지속되고 있다.The image sensor is a semiconductor-based sensor that receives light and generates an electrical signal, and may include a pixel array having a plurality of pixels and a circuit for driving the pixel array. The image sensor can be widely applied to smart phones, tablet PCs, laptop computers, and televisions, as well as cameras for taking photos or videos. Recently, as the demand for devices and applications utilizing wavelength bands other than the visible light region is increasing, research on image sensors using photoelectric devices other than semiconductor photoelectric devices continues.
본 개시의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 신뢰성이 제고된 픽셀 어레이 및 이미지 처리 장치를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the technical idea of the present disclosure is to provide a pixel array and an image processing apparatus with improved reliability.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the technical idea of the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한, 예시적인 실시예들에 따르면 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이가 제공된다. 상기 복수의 픽셀들 각각은, 기판 위에 형성되고 광으로부터 전하를 생성하는 광전 소자; 및 상기 광전 소자와 상기 기판 사이에 형성되고, 생성된 상기 전하의 양에 기초하여 디지털 신호 값을 출력하도록 구성된 픽셀 회로를 포함하고, 상기 픽셀 회로는, 상기 기판 내에 형성되고 상기 전하가 저장되는 플로팅 디퓨전; 상기 플로팅 디퓨전과 상기 광전 소자를 연결하고, 상기 기판에 수직한 방향으로 연장되는 수직 픽셀 전극; 상기 플로팅 디퓨전의 전위를 상기 디지털 신호 값으로 변환하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터; 및 상기 디지털 신호 값을 저장하도록 구성된 메모리 소자를 포함할 수 있다.In order to solve the above problem, according to exemplary embodiments, a pixel array including a plurality of pixels is provided. Each of the plurality of pixels may include a photoelectric device formed on a substrate and generating electric charge from light; And a pixel circuit formed between the photoelectric device and the substrate and configured to output a digital signal value based on the amount of the generated charge, wherein the pixel circuit is formed in the substrate and the floating charge is stored Diffusion; A vertical pixel electrode connecting the floating diffusion and the photoelectric device and extending in a direction perpendicular to the substrate; An analog-to-digital converter configured to convert the potential of the floating diffusion into the digital signal value; And a memory device configured to store the digital signal value.
예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는 복수의 로우 라인들과 컬럼 라인들을 따라 매트릭스로 배열된 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하되, 상기 픽셀들 각각은, 입사 광의 세기에 비례하는 전하를 생성하도록 구성된 광전 소자 및 픽셀 회로를 포함하고, 상기 픽셀 회로는, 기판 내에 형성되고 상기 광전 소자와 단락되어 상기 전하가 저장되는 플로팅 디퓨전; 리셋 구간에서, 상기 플로팅 디퓨전에 리셋 전위를 제공하도록 구성된 리셋 트랜지스터; 상기 리셋 구간에서, 상기 리셋 전위에 기초하여 디지털 리셋 값을 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터; 및 상기 리셋 구간에서, 상기 디지털 리셋 값을 저장하도록 구성된 메모리 소자를 포함할 수 있다.An image sensor according to exemplary embodiments includes a pixel array including pixels arranged in a matrix along a plurality of row lines and column lines, each of the pixels generating a charge proportional to the intensity of incident light. And a configured photoelectric device and a pixel circuit, wherein the pixel circuit comprises: a floating diffusion formed in a substrate and shorted to the photoelectric device to store the charge; A reset transistor configured to provide a reset potential to the floating diffusion during a reset period; An analog-to-digital converter configured to generate a digital reset value based on the reset potential in the reset period; And a memory device configured to store the digital reset value during the reset period.
예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서는, 복수의 로우 라인들과 컬럼 라인들을 따라 매트릭스로 배열된 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이; 상기 픽셀 어레이를 구동하도록 구성된 센서 회로; 및 상기 센서 회로를 제어하고 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 프로세서를 포함하되, 상기 픽셀들 각각은, 입사 광의 세기에 비례하는 전하를 생성하도록 구성된 광전 소자; 및 픽셀 회로를 포함하고, 상기 픽셀 회로는, 기판 내에 형성되고 상기 광전 소자에 의해 생성된 상기 전하가 저장되는 플로팅 디퓨전; 상기 광전 소자와 상기 플로팅 디퓨전을 연결하도록 구성된 수직 픽셀 전극; 리셋 구간에서, 상기 플로팅 디퓨전에 리셋 전위를 제공하도록 구성된 리셋 트랜지스터; 상기 플로팅 디퓨전의 전위에 따라 신호 전위를 생성하도록 구성된 구동 트랜지스터; 샘플링 구간에서, 상기 신호 전위를 상기 디지털 신호 값으로 변환하도록 구성되고, 상기 리셋 구간에서, 상기 리셋 전위에 기초하여 디지털 리셋 값을 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터; 및 상기 샘플링 구간에서, 상기 디지털 신호 값을 저장하도록 구성되고, 상기 리셋 구간에서, 상기 디지털 리셋 값을 저장하도록 구성된 메모리 소자를 할 수 있다.An image sensor according to example embodiments includes: a pixel array including pixels arranged in a matrix along a plurality of row lines and column lines; A sensor circuit configured to drive the pixel array; And an image processor configured to control the sensor circuit and generate an image, wherein each of the pixels comprises: a photoelectric element configured to generate a charge proportional to the intensity of incident light; And a pixel circuit, wherein the pixel circuit comprises: a floating diffusion formed in a substrate and storing the charge generated by the photoelectric device; A vertical pixel electrode configured to connect the photoelectric device and the floating diffusion; A reset transistor configured to provide a reset potential to the floating diffusion during a reset period; A driving transistor configured to generate a signal potential according to the potential of the floating diffusion; An analog-to-digital converter configured to convert the signal potential into the digital signal value in a sampling period, and to generate a digital reset value based on the reset potential in the reset period; And a memory device configured to store the digital signal value in the sampling period and to store the digital reset value in the reset period.
본 발명의 기술적 사상에 따르면, 픽셀 내에 포함된 메모리 소자에 저장된 신호 전위를 나타내는 디지털 신호를. 직전 프레임 주기에서 상기 메모리 소자에 저장된 리셋 전압을 나타내는 디지털 신호와 비교할 수 있다. 이에 따라 리셋 전위를 나타내는 디지털 신호와 신호 전위를 나타내는 디지털 신호에 동일한 리셋 노이즈 성분이 포함되므로, 디지털 영역의 CDS를 통해 리셋 노이즈를 제거할 수 있다.According to the technical idea of the present invention, a digital signal representing a signal potential stored in a memory device included in a pixel is provided. It can be compared with a digital signal representing a reset voltage stored in the memory device in the previous frame period. Accordingly, since the digital signal representing the reset potential and the digital signal representing the signal potential contain the same reset noise component, the reset noise can be removed through the CDS in the digital region.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 이미지 센서를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a 및 2b는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 픽셀을 설명하기 위한 개략적인 회로도들이다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서에 포함된 픽셀을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 5 내지 도 8은 예시적인 실시예에 따른 이미지 센서의 동작을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 9는 일부 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.Fig. 1 is a block diagram illustrating an image sensor according to an exemplary embodiment.
2A and 2B are schematic circuit diagrams for describing a pixel included in an image sensor according to exemplary embodiments.
3 and 4 are schematic cross-sectional views for describing a pixel included in an image sensor according to exemplary embodiments.
5 to 8 are graphs for explaining an operation of an image sensor according to an exemplary embodiment.
9 is a block diagram illustrating a system including an image sensor according to some embodiments.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되어 표현되었고, 이에 따라 실제의 형상 및 비율과 다소 상이할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions thereof are omitted. In the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated and expressed for convenience and clarity of description, and accordingly, may be slightly different from the actual shape and ratio.
도 1은 예시적인 실시예들에에 따른 이미지 센서(1)를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 이미지 센서(1)는 픽셀 어레이(10), 센서 회로(20), 및 이미지 프로세서(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an
픽셀 어레이(10)는 복수의 로우 라인들(ROW1~ROWM) 및 복수의 컬럼 라인들(COL1 ~ COLN)을 따라 배열되는 복수의 픽셀들(PX11~PXMN)을 포함할 수 있다. 복수의 픽셀들(PX11~PXMN)은 매트릭스를 이루도록 배치될 수 있다. 각각의 픽셀들(PX11~PXMN)들은 빛을 수광하여 전하를 생성하는 광전 소자(PE) 및 생성된 상기 전하량에 기반하여 디지털 신호(DSO1~DSON)를 생성하도록 구성된 픽셀 회로(PXC)들을 포함할 수 있다. The
센서 회로(20)는 로우 드라이버(21), 리드 아웃 회로(23), 및 타이밍 컨트롤러(25)를 포함할 수 있다. 센서 회로(20)는 이미지 프로세서(30)로부터 전달된 명령에 따라 픽셀 어레이(10)를 제어할 수 있다.The
로우 드라이버(21)는, 타이밍 컨트롤러(25)가 입력하는 명령에 따라 복수의 픽셀들(PX11~PXMN)들을 구동하기 위한 제1 내지 제M 제어 신호들(CTRL1~CTRLM)을 생성할 수 있다. 제1 내지 제M 제어 신호들(CTRL)은 복수의 로우 라인들(ROW1~ROWM)을 통해서 픽셀들(PX11~PXMN)에 전달될 수 있다. 예를 들어, 제1 제어 신호(CTRL1)는 제1 로우 라인(ROW1)을 통해서 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)에 전달될 수 있고, 제2 제어 신호(CTRL2)는 제2 로우 라인(ROW2)을 통해서 제2 로우 라인(ROW2)에 연결된 픽셀들(PX21~PX2N)에 전달될 수 있다. 픽셀들(PX11~PXMN)은 제1 내지 제M 제어 신호들(CTRL1~CTRLM)에 따라 로우 라인 단위로 구동될 수 있다. 제1 내지 제M 제어 신호들(CTRL1~CTRLM)은 도 2a 및 도 2b의 선택 신호(SEL), 리셋 신호(RS) 및 도 7의 리드 신호(RD)를 포함할 수 있다. The
리드 아웃 회로(23)는, 픽셀들(PX11~PXMN) 중 로우 드라이버(21)에 의해 선택된 픽셀들(PX11~PXMN)로부터 제1 내지 제N 디지털 신호들(DSO1~DSON)을 독출할 수 있다. 제1 내지 제N 디지털 신호들(DSO1~DSON)은 각각 순서대로 제1 내지 제N 컬럼 라인들(COL1~COLN)을 통해 리드 아웃 회로(23)에 전달될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 제1 내지 제N 디지털 신호들(DSO1~DSON)은 신호 전위를 나타내는 디지털 신호 및 리셋 전위를 나타내는 디지털 신호를 포함할 수 있다. 리드 아웃 회로(23)는 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling, CDS)을 수행할 수 있다.The read-
CMOS 이미지 센서 기술 분야에서 CDS는, 기준 전위(예컨대, 픽셀의 리셋 전압) 및 신호 전위(예컨대, 샘플링 구간에서 샘플링된 픽셀의 신호 전위)의 차를 산출함으로써, 노이즈가 제거된 이미지 신호를 출력하는 기술이다. CDS를 수행함으로써, 리드 아웃 회로(23)는 노이즈, 예컨대 공통된 노이즈가 제거된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.In the field of CMOS image sensor technology, CDS outputs an image signal from which noise is removed by calculating a difference between a reference potential (eg, a reset voltage of a pixel) and a signal potential (eg, a signal potential of a pixel sampled in a sampling period). It's technology. By performing CDS, the read-
타이밍 컨트롤러(25)는 이미지 프로세서(30)가 입력하는 명령에 의해 동작할 수 있다. 이미지 프로세서(30)는 타이밍 컨트롤러(25)를 통해 로우 드라이버(21)와 리드 아웃 회로(23)를 제어할 수 있다. 이미지 프로세서(30)는 리드 아웃 회로(23)가 출력하는 이미지 데이터에 기초하여 이미지를 구성할 수 있다. 이미지 프로세서(30)에 의해 구성된 이미지는 디스플레이 장치 등에 출력하거나 메모리 등의 저장 장치에 저장될 수 있다.The
도 2a는 예시적인 실시예들에 따른 픽셀(PX)을 설명하기 위한 개략적인 회로도이다. 2A is a schematic circuit diagram of a pixel PX according to exemplary embodiments.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 픽셀(PXa)은 광전 소자(PEa) 및 픽셀 회로(PXC) 포함할 수 있다. 1 and 2A, the pixel PXa may include a photoelectric device PEa and a pixel circuit PXC.
예시적인 실시예들에 따르면, 도 2a에 도시된 픽셀(PXa)은 각각의 픽셀들(PX11~PXMN)의 회로 구조일 수 있다.According to example embodiments, the pixel PXa illustrated in FIG. 2A may have a circuit structure of each of the pixels PX11 to PXMN.
광전 소자(PEa)는 외부로부터 광이 입사됨에 따라, 상기 외부 광의 세기에 비례하는 전하를 생성할 수 있다. 광의 입사에 따라 생성된 전하를 광 전하라고 지칭한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광전 소자(PEa)는 전자를 주 전하 캐리어로 이용할 수 있다. 도 2a의 실시예에서 전자가 주 전하 캐리어로 이용되기 때문에, 광전 소자(PEa)의 일 전극(예컨대, 애노드)에 그라운드 전압(GND)이 인가될 수 있다. 광전 소자(PEa)의 타 전극(예컨대, 캐소드)은 플로팅 디퓨전(FD)에 연결될 수 있다. 이에 따라 광전 소자(PEa)에 의해 생성된 광 전하는 플로팅 디퓨전(FD)에 수집되거나, 상기 플로팅 디퓨전(FD)으로부터 출력될 수 있다.As light is incident from the outside, the photoelectric device PEa may generate charge proportional to the intensity of the external light. Charges generated by the incidence of light are referred to as photo charges. According to example embodiments, the photoelectric device PEa may use electrons as main charge carriers. In the embodiment of FIG. 2A, since electrons are used as main charge carriers, a ground voltage GND may be applied to one electrode (eg, an anode) of the photoelectric device PEa. The other electrode (eg, a cathode) of the photoelectric device PEa may be connected to the floating diffusion FD. Accordingly, photocharges generated by the photoelectric device PEa may be collected in the floating diffusion FD or may be output from the floating diffusion FD.
픽셀 회로(PXC)는 리셋 트랜지스터(RX), 구동 트랜지스터(DX), 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 메모리 소자(ME), 전류원('I') 및 스위치 소자(SW)를 포함할 수 있다. 스위치 소자는 메모리 소자(ME)의 개수에 비례하여 복수개로 제공되거나, 시리얼 방식의 스위치 소자일 수 있다. 픽셀 회로는 로우 드라이버(21)로부터 생성된 제어 신호(CTRL1~CTRLN)인 리셋 신호(RS) 및 선택 신호(SEL)에 의해 구동될 수 있다.The pixel circuit PXC may include a reset transistor RX, a driving transistor DX, an analog-to-digital converter ADC, a memory element ME, a current source'I', and a switch element SW. A plurality of switch elements may be provided in proportion to the number of memory elements ME, or may be serial type switch elements. The pixel circuit may be driven by a reset signal RS and a selection signal SEL, which are control signals CTRL1 to CTRLN generated from the
여기서 그라운드 전압(GND)은 회로 해석의 기준이 되는 노드의 전압으로서, 0V의 전위를 갖는 것으로 설정될 수 있다. 그라운드 전압(GND)을 0V로 하여, 전원 전압(VDD), 리셋 신호(RS), 선택 신호(SEL), 리셋 전압 및 신호 전압이 정의될 수 있다.Here, the ground voltage GND is a voltage of a node that is a reference for circuit analysis, and may be set to have a potential of 0V. By setting the ground voltage GND to 0V, the power voltage VDD, the reset signal RS, the selection signal SEL, the reset voltage, and the signal voltage may be defined.
구동 트랜지스터(DX)의 게이트는 플로팅 디퓨전(FD)에 연결될 수 있다. 광 전하가 플로팅 디퓨전(FD)에 축적됨에 따라 플로팅 디퓨전(FD)의 전위가 변화할 수 있다. 구동 트랜지스터(DX)는 플로팅 디퓨전(FD)에 축적되는 전하에 의해 동작하는 소스 팔로워 버퍼 증폭기(Source Follower Buffer Amplifier)일 수 있다. 전류원('I')은 바이어스 커런트 싱크로서 동작할 수 있다. The gate of the driving transistor DX may be connected to the floating diffusion FD. As photo charges accumulate in the floating diffusion FD, the potential of the floating diffusion FD may change. The driving transistor DX may be a source follower buffer amplifier operated by charges accumulated in the floating diffusion FD. The current source'I' may operate as a bias current sink.
구동 트랜지스터(DX)의 제1 전극(예컨대, 드레인 단자)에 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다. 구동 트랜지스터(DX)의 제2 전극(예컨대, 소스)은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 연결될 수 있다. 이에 따라 구동 트랜지스터(DX)는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 상기 광 전하를 전송할 수 있다. 도 2a와 달리, 다른 일부 실시예에서 구동 트랜지스터(DX)는 생략될 수 있다. 이경우 플로팅 디퓨전(FD)은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 바로 연결될 수 있다. The power voltage VDD may be applied to the first electrode (eg, the drain terminal) of the driving transistor DX. The second electrode (eg, source) of the driving transistor DX may be connected to the analog-to-digital converter ADC. Accordingly, the driving transistor DX may transfer the photo charge to the analog-to-digital converter ADC. Unlike FIG. 2A, in some embodiments, the driving transistor DX may be omitted. In this case, the floating diffusion (FD) can be directly connected to the analog-to-digital converter (ADC).
구동 트랜지스터(DX)는 제2 전극(예컨대, 소스)으로 픽셀 전압(VPIX)을 출력할 수 있다. 여기서, 픽셀 전압(VPIX)은 광전 소자(PEa)에 의해 생성된 광 전하량에 따라 결정되는 플로팅 디퓨전(FD)의 전위를 나타내는 신호 전위 또는 리셋 전위 중 어느 하나일 수 있다. 픽셀 전압(VPIX)은 아날로그 신호일 수 있다.The driving transistor DX may output the pixel voltage VPIX to the second electrode (eg, a source). Here, the pixel voltage VPIX may be one of a signal potential or a reset potential indicating a potential of the floating diffusion FD determined according to an amount of photocharge generated by the photoelectric device PEa. The pixel voltage VPIX may be an analog signal.
광전 소자(PEa)에서 주 전하 캐리어로 전자가 생성되기 때문에, 리셋 트랜지스터(RX)의 제1 전극(예컨대, 드레인 단자)에 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다. 리셋 트랜지스터(RX)의 제2 전극(예컨대, 소스 단자)는 플로팅 디퓨전(FD)에 연결될 수 있다. 리셋 구간에서, 리셋 트랜지스터(RX)는 로우 드라이버(21)로부터 출력되는 리셋 신호(RS)에 따라 플로팅 디퓨전(FD)에 리셋 전위를 제공할 수 있다. 도 2a의 실시예에서, 리셋 전위는 전원 전압(VDD)일 수 있다. 이에 따라, 리셋 동작이 수행된 직후 플로팅 디퓨전(FD)의 전위는 전원 전압(VDD)(즉, 리셋 전압)과 실질적으로 동일할 수 있다. Since electrons are generated as main charge carriers in the photoelectric device PEa, the power voltage VDD may be applied to the first electrode (eg, the drain terminal) of the reset transistor RX. The second electrode (eg, the source terminal) of the reset transistor RX may be connected to the floating diffusion FD. In the reset period, the reset transistor RX may provide a reset potential to the floating diffusion FD according to the reset signal RS output from the
여기서, 전원 전압(VDD)과 실질적으로 동일하다 함은 회로 동작 상의 오차 범위 내에서 전원 전압(VDD)과 동일함을 의미한다. 리셋된 플로팅 디퓨전(FD)의 전위는 전원 전압(VDD)과 적어도 리셋 노이즈만큼 차이날 수 있다. 리셋 노이즈는, 예컨대, 플리커 노이즈 및 열 노이즈(ktc noise) 등을 포함할 수 있다.Here, substantially the same as the power voltage VDD means that it is the same as the power voltage VDD within an error range in circuit operation. The potential of the reset floating diffusion FD may be different from the power voltage VDD by at least a reset noise. The reset noise may include, for example, flicker noise and thermal noise (ktc noise).
리셋 구간에서, 리셋된 플로팅 디퓨전(FD) 전위인 리셋 전압은 드라이버 트랜지스터(DX) 및 트랜지스터(SX)를 경유하여 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 전달될 수 있다. 즉 리셋 구간에서 픽셀 전압(VPIX)은 리셋 전압일 수 있다.In the reset period, the reset voltage, which is the reset potential of the floating diffusion FD, may be transmitted to the analog-to-digital converter ADC via the driver transistor DX and the transistor SX. That is, in the reset period, the pixel voltage VPIX may be the reset voltage.
아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 픽셀 전압(VPIX)을 전압을 기반으로 디지털 신호(DSO)를 생성할 수 있다. 디지털 신호는 신호 전위를 디지털화 한 디지털 신호 값, 및 리셋 전위를 디지털 리셋 값을 포함할 수 있다. 여기서 신호 전위는 전술한 바와 같이 광전 소자(PEa)에 의해 생성된 전하량에 따른 플로팅 디퓨전(FD)의 전위 값일 수 있다.The analog-to-digital converter ADC may generate a digital signal DSO based on the pixel voltage VPIX. The digital signal may include a digital signal value obtained by digitizing the signal potential, and a digital reset value of the reset potential. Here, the signal potential may be a potential value of the floating diffusion FD according to the amount of charge generated by the photoelectric device PEa as described above.
디지털 신호를 생성하는 것은, 소정의 기울기로 변하는 램프 전압과 픽셀 전압(VPIX)을 비교하여, 램프 전압(이 신호 전압(VPIX)보다 큰 구간 동안(또는, 작은 구간 동안의) 클럭의 개수를 카운팅하는 것을 포함할 수 있다. 도 2a의 실시예에서, 램프 전압은 시간에 따라 감소하는 전압일 수 있다.Generating a digital signal is by comparing the ramp voltage and the pixel voltage (VPIX) changing with a predetermined slope, and counting the number of clocks during a period greater than (or during a smaller period) than the ramp voltage (VPIX). In the embodiment of Fig. 2A, the ramp voltage may be a voltage that decreases with time.
디지털 신호 값 및 디지털 리셋 값 중 적어도 하나는 메모리 소자(ME)에 저장될 수 있다. 메모리 소자(ME)는 디지털 신호 값 및 디지털 리셋 값 각각을 저장하거나, 디지털 리셋 값 만을 저장할 수 있다. At least one of the digital signal value and the digital reset value may be stored in the memory device ME. The memory device ME may store a digital signal value and a digital reset value, respectively, or may store only a digital reset value.
메모리 소자(ME)와 컬럼 라인(COL) 사이에 스위치 소자(SW)가 연결될 수 있다. 저장된 디지털 신호 값 및 디지털 리셋 값 중 적어도 하나는 리드 아웃 회로(23)의 리드 아웃 신호에 의해 독출될 수 있다. 여기서 리드 아웃 신호는 선택 신호(SEL), 또는 선택 신호로부터 생성된 신호(예컨대, 도 7 및 도 8의 리드 신호(RD))일 수 있다. 보다 구체적으로, 리드 아웃 신호는 스위치 소자(SW)를 온 시킬 수 있고, 이에 따라 메모리 소자(ME)에 저장된 디지털 신호가 스위치 소자(SW) 및 컬럼 라인(COL)을 경유하여 리드 아웃 회로(23)에 전달될 수 있다. 여기서 컬럼 라인(COL)은 도 1의 제1 내지 제N 컬럼 라인들(COL1~COLN) 중 어느 하나일 수 있다.
The switch element SW may be connected between the memory element ME and the column line COL. At least one of the stored digital signal value and digital reset value may be read out by a readout signal of the
예시적인 실시예들에 따르면, 디지털 신호 값 및 디지털 리셋 값 각각이 메모리 소자(ME)로부터 리드 아웃 신호에 의해 독출될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 디지털 리셋 값 각각은 메모리 소자(ME)로부터 리드 아웃 신호에 의해 독출되고, 디지털 신호 값은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로부터 리드 아웃 신호에 의해 독출될 수 있다. According to example embodiments, each of a digital signal value and a digital reset value may be read from the memory device ME by a readout signal. According to other exemplary embodiments, each of the digital reset values may be read out from the memory device ME by a readout signal, and the digital signal values may be read out from the analog-to-digital converter ADC by a readout signal.
도 2b는 예시적인 실시예들에 따른 픽셀(PX)을 설명하기 위한 개략적인 회로도이다. 2B is a schematic circuit diagram of a pixel PX according to exemplary embodiments.
도 1 및 도 2b를 참조하면, 픽셀(PXb)은 광전 소자(PEb) 및 픽셀 회로(PXC) 포함할 수 있다. 1 and 2B, the pixel PXb may include a photoelectric device PEb and a pixel circuit PXC.
설명의 편의상 도 2a를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.For convenience of explanation, overlapping with those described with reference to FIG. 2A will be omitted, and differences will be mainly described.
예시적인 실시예들에 따르면, 도 2b에 도시된 픽셀(PXb)은 각각의 픽셀들(PX11~PXMN)의 회로 구조일 수 있다.According to example embodiments, the pixel PXb illustrated in FIG. 2B may have a circuit structure of each of the pixels PX11 to PXMN.
도 2b의 광전 소자(PEb)는 도 2a의 광전 소자(Pea)와 달리 주 전하 캐리어로 정공을 생성할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광전 소자(PEb)의 일 전극(예컨대, 애노드)은 플로팅 디퓨전(FD)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광전 소자(PEb)의 타 전극(예컨대, 캐소드)에 제1 전압이 인가될 수 있다. 예시적인 실시예들 따르면, 제1 전압(V1)은 수 볼트, 예컨대 약 3.0 V 정도의 값을 가질 수 있다.Unlike the photoelectric device Pea of FIG. 2A, the photoelectric device PEb of FIG. 2B may generate holes as main charge carriers. According to example embodiments, one electrode (eg, an anode) of the photoelectric device PEb may be connected to the floating diffusion FD. According to example embodiments, the first voltage may be applied to the other electrode (eg, a cathode) of the photoelectric device PEb. According to exemplary embodiments, the first voltage V1 may have a value of several volts, for example, about 3.0 V.
리셋 트랜지스터(RX)의 제1 전극(예컨대, 드레인 단자)에 전원 전압(VDD)과 다른 값을 갖는 리셋 전압(VRST)이 인가될 수 있다. 리셋 구간에서, 리셋 트랜지스터(RX)는 로우 드라이버(21)로부터 출력되는 리셋 신호(RS)에 따라 플로팅 디퓨전(FD)에 리셋 전압(VRST)을 제공할 수 있다. 이에 따라, 플로팅 디퓨전(FD)의 전위는 전원 전압(VRST)과 실질적으로 동일할 수 있다.A reset voltage VRST having a value different from that of the power voltage VDD may be applied to the first electrode (eg, a drain terminal) of the reset transistor RX. In the reset period, the reset transistor RX may provide the reset voltage VRST to the floating diffusion FD according to the reset signal RS output from the
아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 픽셀 전압(VPIX)을 기반으로 디지털 신호 값을 생성할 수 있다. 도 2b의 실시예에서, 램프 전압은 시간에 따라 증가하는 전압일 수 있다.The analog-to-digital converter ADC may generate a digital signal value based on the pixel voltage VPIX. In the embodiment of FIG. 2B, the ramp voltage may be a voltage that increases with time.
예시적인 실시예들에 따르면, 정공을 주 전하 캐리어로 이용하는 광전 소자(PEb)를 포함함으로써, 픽셀(PXb)의 암전류 특성이 개선될 수 있다. According to example embodiments, the dark current characteristic of the pixel PXb may be improved by including the photoelectric device PEb using holes as main charge carriers.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 픽셀(PX)을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 3의 픽셀(PX)은 도 2a 및 도 2b의 픽셀들(PXa, PXb) 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a pixel PX according to exemplary embodiments. The pixel PX of FIG. 3 may correspond to any one of the pixels PXa and PXb of FIGS. 2A and 2B.
도 3을 참조하면, 픽셀(PX)은 회로부(100) 및 상기 회로부(100) 상에 배치된 광전 소자(PE)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 3, a pixel PX may include a
회로부(100)는 도 2a 및 도 2b의 픽셀 회로(PXC)를 구성할 수 있다. 픽셀(PX)은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 방식 중 어느 하나에 따라 동작할 수 있다. 또한, 광전 소자(PE)는 도 2a 및 도 2b의 광전 소자들(PEa, PEb) 중 어느 하나일 수 있다.
The
여기서 기판(101)의 상면에 수직한 방향(즉, 법선 방향)을 제1 방향(Z 방향)으로 정의하고, 상기 상면에 평행하고 서로 수직한 두 방향을 각각 순서대로 제2 및 제3 방향(X, Y 방향)으로 정의한다. 제1 방향(Z 방향)은 대안적으로 수직 방향이라고도 지칭되며, 제2 및 제3 방향(X, Y 방향)은 수평 방향이라고도 지칭된다. Here, a direction perpendicular to the upper surface of the substrate 101 (i.e., a normal direction) is defined as a first direction (Z direction), and two directions parallel to the upper surface and perpendicular to each other are in order, respectively, in the second and third directions ( X, Y direction). The first direction (Z direction) is alternatively also referred to as a vertical direction, and the second and third directions (X, Y direction) are also referred to as a horizontal direction.
기판(101)은 반도체 기판일 수 있다. 기판(101)은 예컨대, SOI 기판일 수 있다. 기판(101)은 벌크 실리콘 기판, 실리콘-온-인슐레이터(silicon on insulator: SOI) 기판, 게르마늄 기판, 게르마늄-온-인슐레이터(germanium on insulator: GOI) 기판, 실리콘-게르마늄 기판 또는 선택적 에피택시얼 성장(selective epitaxial growth: SEG)을 수행하여 획득한 에피택시얼 박막의 기판일 수 있다. 기판(101)은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 갈륨비소(GaAs), 인듐갈륨비소(InGaAs), 알루미늄갈륨비소(AlGaAs), 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기판(101)은 P 도전형 도판트에 의해 도핑될 수 있다.
The
기판(101) 내에 소스/드레인 영역들(SD)이 형성될 수 있다. 소스/드레인 영역들(SD)은 예컨대, N 도전형 도판트에 의해 도핑될 수 있다. 소스/드레인 영역들(SD) 중 어느 하나는 도 2의 플로팅 디퓨전(FD)에 대응될 수 있다. 소스/드레인 영역들(SD) 중 도 2의 플로팅 디퓨전(FD)에 대응되는 것은 수직 픽셀 전극(125)과 접할 수 있다.
Source/drain regions SD may be formed in the
기판(101) 상에 복수의 게이트 전극들(GE)이 형성될 수 있다. 게이트 전극들(GE)은 게이트 도전층 및 전극 도전층 아래에 배치된 게이트 절연층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 게이트 도전층은 금속 등과 같은 도전성 물질을 포함할 수 있고, 게이트 절연층은 실리콘 산화물 등과 같은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 게이트 전극들(GE)과 소스/드레인 영역들(SD)은 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)를 구성할 수 있다.
A plurality of gate electrodes GE may be formed on the
제1 트랜지스터(T1)는 도 2의 리셋 트랜지스터(RX)에 대응될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는 도 2의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 구성하는 트랜지스터, 구동 트랜지스터(DX) 및 중 적어도 하나일 수 있다. The first transistor T1 may correspond to the reset transistor RX of FIG. 2. The second transistor T2 may be at least one of a transistor constituting the analog-to-digital converter ADC of FIG. 2, a driving transistor DX, and.
절연층(110)은 기판(101) 상에 배치될 수 있다. 절연층(110)은 게이트 전극들(GE)을 커버할 수 있다. 절연층(110)은 SiO2, SiN, Al2O3, HfOx(x는 유리수)등과 같은 절연물질을 포함할 수 있다. 절연층(110)은 서로 다른 레벨에 형성된 복수의 절연 물질막들이 일체화되어 형성될 수 있다. The insulating
절연층(110) 내에 도전성 배선(120)이 형성될 수 있다. 도전성 배선(120)은 도전성 비아들(121), 도전성 패턴들(123) 및 수직 픽셀 전극(125)을 포함할 수 있다. 이와 같이 서로 다른 레벨에 배치된 복수의 도전층을 포함하는 도전성 배선(120)이 절연층(110)에 의해 커버된 구조는 MIM(Metal-Insulator-Metal) 구조라고도 지칭되며, BEOL(Back End of Line) 공정에서 형성될 수 있다.
A
도전성 패턴들(123)은 서로 다른 레벨에 복수로 배치될 수 있고, 수평 방향으로 연장될 수 있다. 도전성 비아들(121)은 수직 방향(예컨대, 제1 방향(Z 방향))으로 연장될 수 있다. 도전성 비아들(121)은 서로 다른 레벨에 형성된 도전성 패턴들(123)을 서로 연결시킬 수 있다. 도전성 비아들(121)은 도전성 패턴들(123)과 소스 드레인 영역(S/D) 등 기판(101) 중 일부 영역을 연결시킬 수 있다.
The
절연층(110) 상에 광전 소자(PE)가 배치될 수 있다. 광전 소자(PE)는 하부 전극(211 및 상부 전극(215)과 컨택할 수 있다. 하부 및 상부 전극들(211, 215)은 넓은 수평 단면적을 가질 수 있고, 이에 따라 광전 소자(PE)에 대해 낮은 콘택 저항을 가질 수 있다. 수직 픽셀 전극(125)은 수직 방향(예컨대, 제1 방향(Z 방향))으로 연장될 수 있다. 수직 픽셀 전극(125)은 하부 전극(211) 및 도 2의 플로팅 디퓨전(FD)에 대응되는 소스/드레인 영역들(SD)에 연결될 수 있다. 이에 따라 광전 소자(PE)에서 발생된 광 전하가 플로팅 디퓨전(FD)으로 이동하기 위한 전기적인 경로가 형성될 수 있다.
The photoelectric device PE may be disposed on the insulating
메모리 소자(ME)는 기판(101) 상에 배치될 수 있다. 메모리 소자(ME)는 BEOL 공정에서 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자(ME)는 도전성 패턴들(123) 중 적어도 일부와 동일 레벨에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자(ME)는 수직 픽셀 전극(125)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다.
The memory device ME may be disposed on the
예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자(ME)는 DRAM(dynamic random access memory) 소자일 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자(ME)는 상 변화 메모리(Phase Change Random Access Memory, PRAM), STT-MRAM(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM), ReRAM(Resistive RAM) 중 어느 하나일 수 있다. According to example embodiments, the memory device ME may be a dynamic random access memory (DRAM) device. According to other exemplary embodiments, the memory device ME may be any one of a phase change memory (PRAM), a spin transfer torque-magnetic RAM (STT-MRAM), and a resistive RAM (ReRAM). have.
절연층(110) 상에 광전 소자(PE)가 배치될 수 있다. 광전 소자(PE)는 회로부(100)와 서로 다른 수직 레벨에 배치되며, 서로 수직으로 중첩될 수 있다. 광전 소자(PE)는 반도체 기반 광전 소자 이외의 광전 변환 소자일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 광전 소자(PE)는 양자 점 포토 다이오드, 유기 광 도전성 필름, 및 페로브 스카이트 포토 다이오드 중 어느 하나일 수 있다. 광전 소자(PE)는 가시광 대역 및 적외선 대역의 광을 이용하여 광전자를 생성할 수 있다.
The photoelectric device PE may be disposed on the insulating
상부 전극(215)은 광전 소자(PE)가 동작하기 위한 전압, 예컨대 도 2a의 그라운드 전압(GND) 또는 도 2b의 제1 전압(V1)을 제공할 수 있다. 하부 및 상부 전극(211, 215)은 ITO, IZO, ZnO, 또는 SnO2 등과 같은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다.The
상부 전극(215) 상에 보호층(220)은 상부 전극(215) 및 광전 소자(PE)를 보호할 수 있다.
The
컬러 필터(230)는 각 픽셀(PX)에 입사하는 광들 중 일부 대역의 광만을 통과시키는 밴드 패스 필터일 수 있다. 이에 따라, 광전 소자(PE)는 컬러 필터(230)의 통과 대역의 파장을 갖는 광을 수광할 수 있다. 인접한 픽셀들(PX)은 서로 다른 통과대역을 갖는 컬러 필터(230) 또는 실질적으로 동일한 통과 대역을 갖는 컬러 필터(230)를 포함할 수 있다. The color filter 230 may be a band pass filter that passes only light of a partial band among the light incident on each pixel PX. Accordingly, the photoelectric device PE may receive light having a wavelength of the pass band of the color filter 230. The adjacent pixels PX may include color filters 230 having different passbands or color filters 230 having substantially the same passband.
마이크로 렌즈(240)는 컬러 필터 상에 배치되며, 외부의 광을 집광하여 각 픽셀(PX)의 수광 각을 넓게 할 수 있다.
The
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 픽셀(PX')을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 도 4의 픽셀(PX')은 도 2a 및 도 2b의 픽셀들(PXa, PXb) 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a pixel PX' according to exemplary embodiments. The pixel PX' of FIG. 4 may correspond to any one of the pixels PXa and PXb of FIGS. 2A and 2B.
설명의 편의상 도 3을 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다. For convenience of description, overlapping with those described with reference to FIG. 3 will be omitted, and differences will be mainly described.
도 4를 참조하면, 픽셀(PX')은 회로부(100) 및 상기 회로부(100') 상에 배치된 광전 소자(PE)를 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 4, a pixel PX' may include a
회로부(100')는 도 2a 및 도 2b의 픽셀 회로(PXC)를 구성할 수 있다. 픽셀(PX')은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 방식 중 어느 하나에 따라 동작할 수 있다.
The
도 4를 참조하면, 메모리 소자는 도전성 패턴들(123)보다 낮은 수직 레벨에 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자는 SRAM(Static RAM)소자일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 메모리 소자는 복수의 제2 트랜지스터(T2)에 의해 구성될 수 있다. 이에 따라 메모리 소자는 제1 트랜지스터(T1)와 동일 레벨에 배치될 수 있다.
Referring to FIG. 4, the memory device may be formed at a lower vertical level than the
도 5는 도 2a의 픽셀(PXa)을 포함하는 따른 이미지 센서(1, 도1 참조)의 동작을 설명하기 위한 그래프들이다. 5 are graphs for explaining the operation of the image sensor 1 (refer to FIG. 1) including the pixel PXa of FIG. 2A.
보다 구체적으로, 도 5는 제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM, 도1 참조)에 입력되는 제어 신호(CTRL, 도 1 참조)인 제1 내지 제M 선택 신호들(SEL1~SELM), 제1 내지 제M 리셋 신호들(RS1~RSM) 및 그에 따른 제1 내지 제M 픽셀 전압(VPX1~VPXM, 도 2a 참조)을 도시한다. More specifically, FIG. 5 illustrates first to M-th selection signals SEL1 to SLM, which are control signals CTRL (see FIG. 1) input to first to M-th row lines (ROW1 to ROWM, see FIG. 1). , First to M-th reset signals RS1 to RSM and first to M-th pixel voltages VPX1 to VPXM (refer to FIG. 2A) according thereto.
제1 내지 제M 로우 주기들(R1~RM)은 순차로 도래하는 시간 구간일 수 있다. 여기서 제1 내지 제M 로우 주기들(R1~RM)은 각각 순서대로 제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM)에 연결된 픽셀들(PX11~PXMN)이 구동되는 시간 구간일 수 있다. The first to Mth row periods R1 to RM may be time intervals that sequentially arrive. Here, the first to Mth row periods R1 to RM may be a time period in which the pixels PX11 to PXMN connected to the first to Mth row lines ROW1 to ROM are driven in order, respectively.
보다 구체적으로 제1 내지 제M 로우 주기들(R1~RM)에서, i) 제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM)에 연결된 픽셀들(PX11~PXMN)에 포함된 광전 소자(PE)가 광 전하를 생성하고, ii) 각각 대응되는 구동 트랜지스터들(DX)이 상기 생성된 광 전하를 이용하여 제1 내지 제M 픽셀 전압(VPIX1~VPIXM)을 출력하고, iii) 각각 대응되는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)가 상기 제1 내지 제M 픽셀 전압들(VPIX1~VPIXM)을 기반으로 디지털 신호를 생성한 후 iv) 각각 대응되는 메모리 소자(ME)가 상기 디지털 신호를 저장하고 v) 상기 메모리 소자(ME)에 저장된 상기 디지털 신호를 제1 내지 제N 로우 라인들(ROW1~ROWN)을 통해 독출될 수 있다. More specifically, in the first to Mth row periods R1 to RM, i) the photoelectric device PE included in the pixels PX11 to PXMN connected to the first to Mth row lines ROW1 to ROM Generates photocharges, ii) corresponding driving transistors DX output first to Mth pixel voltages VPIX1 to VPIXM using the generated photocharges, and iii) corresponding analog- After the digital converter (ADC) generates a digital signal based on the first to M-th pixel voltages (VPIX1 to VPIXM) iv) each corresponding memory device (ME) stores the digital signal v) the memory The digital signal stored in the device ME may be read through first to Nth row lines ROW1 to ROWN.
예컨대, 제1 로우 주기(R1)에서, i) 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)에 포함된 광전 소자(PE)으로부터 생성된 전하를 이용하여, 구동 트랜지스터가 제1 픽셀 전압(VPIX1)을 생성하며, ii) 아날로그-디지털 컨버터가 상기 제1 픽셀 전압(VPIX1)에 기반하여 디지털 신호를 생성하고, iii) 상기 디지털 신호를 메모리 소자(ME)에 저장한 후, iv) 상기 메모리 소자(ME)에 저장된 상기 디지털 신호를 제1 내지 제N 로우 라인들(ROW1~ROWN)을 통해 독출하는 시간 구간일 수 있다. 제1 로우 주기(R1)에 이어서 도래하는 제2 로우 주기(R2)에서, 제2 로우 라인(ROW2)에 연결된 픽셀들(PX21~PX2N)에 대해 마찬가지의 동작들이 수행될 수 있다.For example, in the first row period R1, i) the driving transistor may generate the first row by using charges generated from the photoelectric elements PE included in the pixels PX11 to PX1N connected to the first row line ROW1. A pixel voltage VPIX1 is generated, ii) an analog-to-digital converter generates a digital signal based on the first pixel voltage VPIX1, iii) stores the digital signal in the memory device ME, and iv ) It may be a time period in which the digital signal stored in the memory device ME is read through first to Nth row lines ROW1 to ROWN. In the second row period R2 that follows the first row period R1, similar operations may be performed on the pixels PX21 to PX2N connected to the second row line ROW2.
제1 및 제2 프레임 주기(FR1, FR2)는 도 1의 이미지 센서(1)에 포함된 각각 로우 라인들의 개수와 동일한 개수의 로우 주기들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 프레임 주기들(FR1, FR2)은 각각 제1 내지 제M 로우 주기들(R1~RM)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 프레임 주기들(FR1, FR2) 각각은 제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM) 전체를 순차로 구동하는데 걸리는 시간 구간이다.
The first and second frame periods FR1 and FR2 may include the same number of row periods as the number of row lines, respectively, included in the
도 1, 도 2a 및 도 5를 참조하면, 제1 내지 제M 로우 주기(R1~RM)에서 각각 순서대로 제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM)에 연결된 픽셀들(PX11-PXMN)이 선택될 수 있다. 1, 2A, and 5, pixels PX11-PXMN connected to first to Mth row lines ROW1 to ROWM in order, respectively, in first to Mth row periods R1 to RM Can be chosen.
제1 내지 제M 로우 주기들(R1-RM) 각각은, 신호 전압을 검출하는 샘플링 구간(SAM)과 리셋 전압을 검출하는 리셋 구간(RST)을 포함할 수 있다. 도 5에서 샘플링 구간(SAM)이 리셋 구간(RST) 보다 더 긴 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다.Each of the first to Mth row periods R1 to RM may include a sampling period SAM for detecting a signal voltage and a reset period RST for detecting a reset voltage. In FIG. 5, the sampling interval SAM is shown to be longer than the reset interval RST, but is not limited thereto.
제1 프레임 주기(FR1)의 제1 로우 주기(R1)가 시작된 후, 시점 t1_1에서 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)의 제1 픽셀 전압(VPIX1)이 구동 트랜지스터(DX)를 통해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 출력될 수 있다. 시점 t1_1에서 출력된 제1 픽셀 전압(VPIX1)은 광전 소자(PE)에 의해 생성된 광 전하의 양에 비례하는 플로팅 디퓨전(FD)의 신호 전위일 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 신호 전위를 기반으로 디지털 신호 값을 생성할 수 있다. 생성된 디지털 신호 값은 메모리 소자(ME)에 저장될 수 있다.After the first row period R1 of the first frame period FR1 starts, the first pixel voltage VPIX1 of the pixels PX11 to PX1N connected to the first row line ROW1 at a time point t1_1 is applied to the driving transistor ( DX) can be output to an analog-to-digital converter (ADC). The first pixel voltage VPIX1 output at time t1_1 may be a signal potential of the floating diffusion FD that is proportional to the amount of photocharge generated by the photoelectric device PE. The analog-to-digital converter (ADC) can generate a digital signal value based on the signal potential. The generated digital signal value may be stored in the memory device ME.
시점 t1_1 이후에 도래하는 시점 t1_2에서, 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)의 플로팅 디퓨전(FD)은 리셋될 수 있다. 시점 t1_2에서, 제1 픽셀 전압(VPIX1)이 구동 트랜지스터(DX)를 통해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 출력될 수 있다. 시점 t1_2에서 출력된 제1 픽셀 전압(VPIX1)은 리셋 전위일 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 리셋 전압을 기반으로 디지털 리셋 값을 생성할 수 있다. 생성된 디지털 리셋 값은 메모리 소자(ME)에 저장될 수 있다.At time t1_2 that arrives after time t1_1, the floating diffusion FD of the pixels PX11 to PX1N connected to the first row line ROW1 may be reset. At time t1_2, the first pixel voltage VPIX1 may be output to the analog-to-digital converter ADC through the driving transistor DX. The first pixel voltage VPIX1 output at time t1_2 may be a reset potential. The analog-to-digital converter (ADC) may generate a digital reset value based on the reset voltage. The generated digital reset value may be stored in the memory device ME.
예시적인 실시예들의 픽셀(PXa)에서, 플로팅 디퓨전(FD)에 및 광전 소자(PE)가 직접 연결되어 그 사이에 별도의 전송 트랜지스터가 배치되지 않는다. 이에 따라, 제1 및 제2 프레임 주기들(FR1, FR2) 각각에서 디지털 신호 값이 먼저 생성된 후, 디지털 리셋 값이 생성될 수 있다.In the pixel PXa of the exemplary embodiments, the floating diffusion FD and the photoelectric element PE are directly connected so that a separate transfer transistor is not disposed therebetween. Accordingly, a digital signal value may be first generated in each of the first and second frame periods FR1 and FR2, and then a digital reset value may be generated.
제2 프레임 주기(FR2)의 제1 로우 주기(R1)의 시점 t2_1에서, t1_1에서와 마찬가지의 방식으로 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)의 디지털 신호 값을 메모리 소자(ME)에 저장할 수 있다. At time t2_1 of the first row period R1 of the second frame period FR2, the digital signal values of the pixels PX11 to PX1N connected to the first row line ROW1 in the same manner as in t1_1 are stored in the memory device. (ME) can be stored.
제2 프레임 주기(FR2)의 제1 로우 주기(R1)의 시점 t2_2에서, t1_2에서와 마찬가지의 방식으로 제1 로우 라인(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)의 디지털 리셋 값을 메모리 소자(ME)에 저장할 수 있다. At time t2_2 of the first row period R1 of the second frame period FR2, the digital reset values of the pixels PX11 to PX1N connected to the first row line ROW1 in the same manner as in t1_2 are set to the memory device. (ME) can be stored.
제2 로우 라인(ROW2)에 연결된 픽셀들(PX21~PX2N)의 디지털 신호 값은, 시점 t1_3 및 시점 t2_3에서 메모리 소자(ME)에 저장될 수 있다. 제2 로우 라인(ROW2)에 연결된 픽셀들(PX21~PX2N)의 디지털 신호 값은, 시점 t1_4 및 시점 t2_4에서 메모리 소자(ME)에 저장될 수 있다.Digital signal values of the pixels PX21 to PX2N connected to the second row line ROW2 may be stored in the memory device ME at a time point t1_3 and a time point t2_3. Digital signal values of the pixels PX21 to PX2N connected to the second row line ROW2 may be stored in the memory device ME at a time point t1_4 and a time point t2_4.
동일한 프레임 주기에 포함된 디지털 신호 값과 디지털 리셋 값을 이용하여 CDS를 수행하는 경우, 예컨대, 시점 t1_1에서 저장된 디지털 신호 값과 및 시점 t1_2에서 저장된 디지털 리셋 값을 이용하여 CDS를 수행하는 경우, 디지털 신호 값과 디지털 리셋 값에 서로 다른 리셋 노이즈 성분이 포함될 수 있다. 리셋 동작이 수행되는 동안 원치 않는 전하의 이동으로 인해 KTC 노이즈가 발생할 수 있다. 이러한 KTC 노이즈 때문에, 각 프레임 주기 마다 리셋 전위 값이 서로 달라질 수 있다. 이에 따라, CDS의 수행에도 불구하고 노이즈(예컨대 리셋 노이즈)를 제거할 수 없는 문제점이 있다.When performing CDS using digital signal values and digital reset values included in the same frame period, for example, when performing CDS using digital signal values stored at time t1_1 and digital reset values stored at time t1_2, digital Different reset noise components may be included in the signal value and the digital reset value. During the reset operation, KTC noise may occur due to the movement of unwanted charges. Due to this KTC noise, reset potential values may be different for each frame period. Accordingly, there is a problem in that noise (eg, reset noise) cannot be removed despite CDS being performed.
일부 실시예들에 따르면, 리드 아웃 회로(23)는 서로 다른 프레임 주기에서 생성된 디지털 신호 값과 디지털 리셋 값의 차이를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 리드 아웃 회로(23)는 시점 t2_1에서 메모리 소자(ME)에 저장된 디지털 신호 값과, 시점 t1_2에서 제1 픽셀들(PX11-PX1N)로부터 검출되어 메모리 소자(ME)에 저장된 디지털 리셋 값의 차이를 계산할 수 있다. According to some embodiments, the read-
이때 시점 t1_2에서 저장된 디지털 리셋 값은 t2_1에서 저장된 디지털 신호 값의 전하 축적 전의 플로팅 디퓨전의 전위인바, 시점 t1_2에서 저장된 디지털 리셋 값을 t2_1에서 저장된 디지털 신호 값과 비교함으로써, 리셋 노이즈가 제거된 진정한(Ture) CDS를 수행할 수 있다. 상기의 TCDS는 디지털 영역(domain)에서 수행될 수 있다.At this time, the digital reset value stored at time t1_2 is the potential of the floating diffusion before charge accumulation of the digital signal value stored at t2_1.By comparing the digital reset value stored at time t1_2 with the digital signal value stored at t2_1, the reset noise is removed. Ture) CDS can be performed. The TCDS can be performed in a digital domain.
도 6는 도 2b의 픽셀(PXb)을 포함하는 따른 이미지 센서(1, 도1 참조)의 동작을 설명하기 위한 그래프들이다. 6 are graphs for explaining the operation of the image sensor 1 (refer to FIG. 1) including the pixel PXb of FIG. 2B.
설명의 편의상 도 5를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다. For convenience of description, overlapping with those described with reference to FIG. 5 will be omitted, and differences will be mainly described.
도 6에 도시된 실시예들에 따른 이미지 센서의 동작은, 도 5에 도시된 실시예에 따른 이미지 센서의 동작과 유사할 수 있다. 다만, 도 6의 실시예는 도 2b의 픽셀(PXb)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 주 전하 캐리어로 정공(hole)이 이용되는 경우에 관한 것이다. 따라서 신호 전압(VPIX)의 증감이 도 5에 도시한 실시예와 반대 방향일 수 있다.The operation of the image sensor according to the embodiment shown in FIG. 6 may be similar to the operation of the image sensor according to the embodiment shown in FIG. 5. However, the embodiment of FIG. 6 relates to the pixel PXb of FIG. 2B, and more specifically, relates to a case in which holes are used as main charge carriers. Accordingly, the increase or decrease of the signal voltage VPIX may be in the opposite direction to the embodiment shown in FIG. 5.
도 1, 도 2b 및 도 6을 참조하면, 리드 아웃 회로(23)는 제2 프레임 주기(FR2)의 시점 제2_1에서 메모리 소자(ME) 저장된 디지털 신호 값과 제1 프레임 주기의 시점 1_2에서 메모리 소자(ME)에 저장된 디지털 리셋 값의 차이를 계산할 수 있다. 이에 따라 디지털 영역의 TCDS가 수행될 수 있다.1, 2B, and 6, the read-
도 7은 일부 실시예들에 따른 이미지 센서의 동작을 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.7 is a schematic graph for describing an operation of an image sensor according to some embodiments.
설명의 편의상 도 5를 참조하여 설명한 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.For convenience of description, descriptions with reference to FIG. 5 will be omitted, and differences will be mainly described.
도 1, 도 2a 및 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 프레임 주기(FR1, FR2)는 도 5에서와 달리 센싱 구간(SEN)과 독출 구간(RO)을 포함할 수 있다. 센싱 구간(SEN)은 픽셀들(PX11~PXMN)이 입사하는 광을 이용하여 이미지에 대한 데이터(예컨대, 디지털 신호 값들 및 디지털 리셋 값들)를 생성하는 구간일 수 있다. 독출 구간(RO)은 픽셀들(PX11~PXMN)에 저장된 이미지에 대한 데이터(예컨대, 디지털 신호 값들 및 디지털 리셋 값들)를 독출하는 구간일 수 있다.1, 2A, and 7, the first and second frame periods FR1 and FR2 may include a sensing period SEN and a read period RO unlike FIG. 5. The sensing period SEN may be a period in which data (eg, digital signal values and digital reset values) for an image is generated using light incident on the pixels PX11 to PXMN. The read period RO may be a period in which data (eg, digital signal values and digital reset values) of images stored in the pixels PX11 to PXMN are read.
제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM)에 연결된 픽셀들(PX11~PXMN)은 동시에 외부의 광을 센싱할 수 있다.The pixels PX11 to PXMN connected to the first to Mth row lines ROW1 to ROWM may simultaneously sense external light.
일부 실시예들에 따르면, 픽셀들(PX11~PXMN) 전체가 실질적으로 동시에 외부의 광을 센싱함으로써, 외부 광원이나 피사체의 운동 등으로 인한 왜곡이 감소될 수 있다. 시점 t1_1 및 시점 t2_1에서 픽셀들(PX11~PXMN) 각각은 광전 소자(PEa)에 의해 생성된 광 전하에 따른 픽셀 전압(VPIX1)을 출력하고, 이를 기반으로 디지털 신호 값을 생성하여 저장할 수 있다. 시점 t1_2 및 시점 t2_2에서 픽셀들(PX11~PXMN) 각각은 리셋 동작의 수행에 따른 픽셀 전압(VPIX1)을 출력하고, 이를 기반으로 디지털 리셋 값을 생성하여 저장할 수 있다.According to some embodiments, all of the pixels PX11 to PXMN substantially simultaneously sense external light, so that distortion due to movement of an external light source or subject may be reduced. Each of the pixels PX11 to PXMN at a time point t1_1 and a time point t2_1 may output a pixel voltage VPIX1 according to a photo charge generated by the photoelectric device PEa, and generate and store a digital signal value based on this. Each of the pixels PX11 to PXMN at time t1_2 and time t2_2 may output a pixel voltage VPIX1 according to the execution of the reset operation, and may generate and store a digital reset value based on this.
제1 내지 제M 로우 라인들(ROW1~ROWM)에 연결된 픽셀들(PX11~PXMN) 각각에 저장된 이미지에 대한 데이터(예컨대, 디지털 신호 값들 및 디지털 리셋 값들)는 리드 신호(RD)에 기반하여 순차로 독출될 수 있다. 예컨대, 제1 로우 라인들(ROW1)에 연결된 픽셀들(PX11~PX1N)에 저장된 이미지에 대한 데이터(예컨대, 디지털 신호 값들 및 디지털 리셋 값들)가 독출된 후, 예컨대, 제2 로우 라인들(ROW2)에 연결된 픽셀들(PX21~PX2N)에 저장된 이미지에 대한 데이터(예컨대, 디지털 신호 값들 및 디지털 리셋 값들)가 독출될 수 있다.Data (eg, digital signal values and digital reset values) stored in each of the pixels PX11 to PXMN connected to the first to Mth row lines ROW1 to ROWM are sequentially based on the read signal RD. Can be read as. For example, after data (eg, digital signal values and digital reset values) of images stored in the pixels PX11 to PX1N connected to the first row lines ROW1 are read, for example, the second row lines ROW2 Data (eg, digital signal values and digital reset values) stored in the pixels PX21 to PX2N connected to) may be read.
도 8은 일부 실시예들에 따른 이미지 센서의 동작을 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.8 is a schematic graph for describing an operation of an image sensor according to some embodiments.
설명의 편의상 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.For convenience of explanation, descriptions with reference to FIGS. 6 to 8 are omitted, and differences will be mainly described.
도 8에 도시된 실시예들에 따른 이미지 센서의 동작은, 도 7에 도시된 실시예에 따른 이미지 센서의 동작과 유사할 수 있다. 다만, 도 8의 실시예는 도 2b의 픽셀(PXb)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 주 전하 캐리어로 정공(hole)이 이용되는 경우에 관한 것이다. 따라서 신호 전압(VPIX)의 증감이 도 5에 도시한 실시예와 반대 방향일 수 있다.The operation of the image sensor according to the embodiments shown in FIG. 8 may be similar to the operation of the image sensor according to the embodiment shown in FIG. 7. However, the embodiment of FIG. 8 relates to the pixel PXb of FIG. 2B, and more specifically, relates to a case in which holes are used as main charge carriers. Accordingly, the increase or decrease of the signal voltage VPIX may be in the opposite direction to the embodiment shown in FIG. 5.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 이미지 센서(1300)를 포함하는 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다.Fig. 9 is a block diagram showing a
도 9를 참조하면, 시스템(1000)은 이미지 데이터를 필요로 하는 컴퓨팅 시스템, 카메라 시스템, 스캐너, 차량 네비게이션, 비디오 폰, 경비 시스템 또는 움직임 검출 시스템 중 어느 하나 일 수 있다. Referring to FIG. 9, the
도 9에 도시된 바와 같이, 시스템(1000)은 중앙처리장치(또는 프로세서)(1100), 비휘발성 메모리(1200), 이미지 센서(1300), 입출력 장치(1400) 및 RAM(1500)을 포함할 수 있다. 중앙처리장치(1100)는 버스(1600)를 통해서 비휘발성 메모리(1200), 이미지 센서(1300), 입출력 장치(1400) 및 RAM(1500)과 통신할 수 있다. 이미지 센서(1300)는 독립된 반도체 칩으로 구현될 수도 있고, 중앙처리장치(1100)와 결합하여 하나의 반도체 칩으로 구현될 수도 있다. 이미지 센서(1300)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 상술된 실시예들에 따라 구현될 수 있다.As shown in FIG. 9, the
중앙처리장치(1100)는 시스템(1000)을 제어할 수 있고, 버스(1600)를 통해서 다른 구성요소들과 데이터를 주고받을 수 있다. 예컨대, 중앙처리장치(1100)는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 이미지 센서(1300)가 생성한 데이터를 수신할 수 있다. 비휘발성 메모리(1200)는 전원이 차단되어도 저장하고 있는 데이터를 유지하는 메모리로서, 예컨대 이미지 센서(1300)가 생성한 데이터 또는 상기 생성된 데이터를 처리한 데이터를 저장할 수 있다. RAM(1500)는 중앙처리장치(1100)의 데이터 메모리로서 기능할 수 있고, 휘발성 메모리 장치일 수 있다. 입출력 장치(1400)는 시스템(1000)의 사용자로부터 명령을 수신하거나, 사용자에게 영상 및/또는 음성 등을 출력할 수 있다.The
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and are not limiting.
Claims (10)
상기 복수의 픽셀들 각각은,
기판 위에 형성되고 광으로부터 전하를 생성하는 광전 소자; 및
상기 광전 소자와 상기 기판 사이에 형성되고, 생성된 상기 전하의 양에 기초하여 디지털 신호 값을 출력하도록 구성된 픽셀 회로를 포함하고,
상기 픽셀 회로는,
상기 기판 내에 형성되고 상기 전하가 저장되는 플로팅 디퓨전;
상기 플로팅 디퓨전과 상기 광전 소자를 연결하고, 상기 기판에 수직한 방향으로 연장되는 수직 픽셀 전극;
상기 플로팅 디퓨전의 전위를 상기 디지털 신호 값으로 변환하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터; 및
상기 디지털 신호 값을 저장하도록 구성된 메모리 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이.As a pixel array including a plurality of pixels,
Each of the plurality of pixels,
A photoelectric element formed over the substrate and generating electric charge from light; And
A pixel circuit formed between the photoelectric element and the substrate and configured to output a digital signal value based on the amount of the generated charge,
The pixel circuit,
A floating diffusion formed in the substrate and storing the electric charge;
A vertical pixel electrode connecting the floating diffusion and the photoelectric device and extending in a direction perpendicular to the substrate;
An analog-to-digital converter configured to convert the potential of the floating diffusion into the digital signal value; And
And a memory element configured to store the digital signal value.
상기 수직 픽셀 전극은 금속 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이.The method of claim 1,
Wherein the vertical pixel electrode comprises a metal material.
상기 메모리 소자는 상기 수직 픽셀 전극의 적어도 일부와 동일 레벨에 배치된 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이.The method of claim 1,
And the memory device is disposed at the same level as at least a portion of the vertical pixel electrode.
상기 픽셀 회로는,
상기 플로팅 디퓨전을 일 전극으로 하며 리셋 구간에서 상기 플로팅 디퓨전에 리셋 전위를 제공하도록 구성된 리셋 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 메모리 소자는 상기 리셋 트랜지스터와 동일 레벨에 형성된 특징으로 하는 픽셀 어레이.The method of claim 1,
The pixel circuit,
Further comprising a reset transistor configured to use the floating diffusion as one electrode and to provide a reset potential to the floating diffusion in a reset period,
Wherein the memory device is formed at the same level as the reset transistor.
상기 픽셀 회로는,
상기 플로팅 디퓨전을 일 전극으로 하며 리셋 구간에서 상기 플로팅 디퓨전에 리셋 전위를 제공하도록 구성된 리셋 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 리셋 구간에서, 상기 아날로그-디지털 컨버터는 상기 리셋 전위를 디지털 리셋 값으로 변환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이.The method of claim 1,
The pixel circuit,
Further comprising a reset transistor configured to use the floating diffusion as one electrode and to provide a reset potential to the floating diffusion in a reset period,
And in the reset period, the analog-to-digital converter is configured to convert the reset potential into a digital reset value.
상기 메모리 소자는, 상기 리셋 구간에서 상기 디지털 리셋 값에 대응하는 값을 저장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 픽셀 어레이.The method of claim 5,
Wherein the memory device is configured to store a value corresponding to the digital reset value in the reset period.
상기 픽셀들 각각은,
입사 광의 세기에 비례하는 전하를 생성하도록 구성된 광전 소자 및 픽셀 회로를 포함하고,
상기 픽셀 회로는,
기판 내에 형성되고 상기 광전 소자와 단락되어 상기 전하가 저장되는 플로팅 디퓨전;
리셋 구간에서, 상기 플로팅 디퓨전에 리셋 전위를 제공하도록 구성된 리셋 트랜지스터;
상기 리셋 구간에서, 상기 리셋 전위에 기초하여 디지털 리셋 값을 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터; 및
상기 리셋 구간에서, 상기 디지털 리셋 값을 저장하도록 구성된 메모리 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.Including a pixel array including pixels arranged in a matrix along a plurality of row lines and column lines,
Each of the pixels,
A photoelectric device and a pixel circuit configured to generate a charge proportional to the intensity of the incident light,
The pixel circuit,
A floating diffusion formed in a substrate and shorted to the photoelectric device to store the charge;
A reset transistor configured to provide a reset potential to the floating diffusion during a reset period;
An analog-to-digital converter configured to generate a digital reset value based on the reset potential in the reset period; And
And a memory device configured to store the digital reset value during the reset period.
상기 픽셀 회로는,
상기 플로팅 디퓨전의 전위에 따라 신호 전위를 생성하도록 구성된 구동 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 아날로그-디지털 컨버터는, 샘플링 구간에서, 상기 신호 전위를 디지털 신호 값으로 변환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이미지 센서The method of claim 7,
The pixel circuit,
Further comprising a driving transistor configured to generate a signal potential according to the potential of the floating diffusion,
The analog-to-digital converter is an image sensor, characterized in that configured to convert the signal potential into a digital signal value in a sampling period.
상기 메모리 소자는, 상기 샘플링 구간에서, 상기 디지털 신호 값의 값을 저장하도록 구성된 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The method of claim 8,
And the memory element is configured to store a value of the digital signal value in the sampling period.
제1 프레임 주기 및 상기 제1 프레임 주기에 후속하는 제2 프레임 주기 각각 동안 상기 로우 라인들 전체를 구동시키도록 구성된 로우 드라이버; 및
상기 디지털 리셋 값 및 상기 디지털 신호 값을 상기 메모리 소자로부터 독출하도록 구성된 리드 아웃 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The method of claim 9,
A row driver configured to drive all of the row lines during each of a first frame period and a second frame period following the first frame period; And
And a readout circuit configured to read the digital reset value and the digital signal value from the memory device.
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